生物识别技术在智慧社区中的应用探讨

时间：2018-02-01

还记得《碟中谍5》中那个让阿汤哥等特工拼了老命的神秘U盘吗？此盘需要同时获得首相的虹膜识别、掌静脉识别还有声纹识别，方可破解U盘密码，电影惊心动魄，看过之余，安防界的各位大大们肯定也了解到了：这三种识别方式，其实都属于生物识别技术。

那么，生物技术的种类有哪些？它有哪些优势？和现在风生水起的“智慧社区”又有着怎样的千丝万缕的联系呢？下文将一一道来。

一、什么是生物识别技术
定义
所谓生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、指静脉、人脸、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。

分类
根据IBG（InternationalBiometricGroup，国际生物识别小组）2009年的统计结果，市场已有多种针对不同生理特征和行为特征的应用。其中，占有率较高的就是指纹识别了。


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图1：生物识别技术分类

原理
生物识别的过程实际上是生物特征匹配的过程，因此，要进行生物识别首先要进行生物特征的采集，如指纹、声音、人脸形状等的采集；之后，要将采集的生物特征进行预处理，如将采集的图像进行去噪声、分割、二值化等处理，使之形成一个生物特征的模板代码存放于数据库中；最后，当需要进行生物认证识别时，通过算法将新采集来的生物特征与数据库中的生物特征进行匹配，以达到准确识别的目的。

二、生物识别技术的优势分析
生物识别技术比传统的身份鉴定方法更具安全、保密和方便性。生物特征识别技术具不易遗忘、防伪性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随时随地可用等优点。具体如下：

1、生物特征是人从出生开始就有的，因而不容易丢失或者遗忘；
2、安全性能高，每个人的生理特征都是*一**的，所以伪造难度大；
3、生物特征的稳定性高，不易出现磨损等现象。

基于以上特点，生物识别技术具有传统的身份鉴定手段无法比拟的优点。采用生物识别技术，可不必再记忆和设置密码，对重要的文件、数据和交易都可以利用它进行安全加密，有效防止恶意盗用，使用更加方便。

三、五大常用的生物识别技术浅析

虹膜识别——可能是较可靠的生物识别技术
在好莱坞大片中，通过扫描眼睛视网膜开启保密房间或保险箱的炫酷场景，大家一定还记忆犹新吧！使用虹膜识别技术，为需要高度保密的场所提供了高度安全**。相对于其他生物识别技术而言，虹膜识别误识率和拒真率已经达到了零几率的识别水平，而虹膜识别又属于非接触式的识别，识别方便高效。虹膜是每个人特有的，具有**的一性，安全等级来说是目前较高的。但是虹膜识别的应用价格也因其技术难度成正比，相比其他的识别技术，无法大范围推广。

在智慧社区中的应用：“刷眼”进门，实现高安全性能的便利身份认证；以及高保密需求的家庭场所，如保险箱。

静脉识别——一指互联，智能生活新玩法
静脉识别是通过指静脉识别仪取得个人手指静脉分布图，将特征值存储。比对时，实时采取静脉图，提取特征值进行匹配，从而对个人进行身份鉴定。该技术克服了传统指纹识别速度慢，手指有污渍或手指皮肤脱落时无法识别等缺点，提高了识别效率。如今的静脉识别兼具四大特点：高度防伪、简便易用、快速识别及高度准确。

较为重要的一点是，指静脉识别的特征已被国际公认具有一性，且和视网膜相当，在其拒真率（相同结构图，而被算法识别为不同）低于万分之一的情况下，其识假率（不同结构图，而被算法识别为相同）可低于10万分之一。目前指静脉识别设备成本已然大大降低，与国外发达国家高安全场景（如金融银行）多应用指静脉识别来对比，国内指静脉识别的应用才刚刚开始，预计前景会更为广大，是目前生物识别领域较具前景的技术，同时也是指纹识别的升级替代技术，能解决终端用户指纹无法识别、难识别的痛点，代表了安全生物识别技术的未来。

在智慧社区中的应用：目前，指静脉识别已在各个高安全领域、商用领域逐步由点到面铺开应用，易时代科技也在2017年在民用智能家居领域开始了指静脉锁的元年发展，指静脉识别与智慧社区的结合也将是未来必然的发展趋势。

人脸识别——我的脸就是通行证
人脸识别系统的研究始于20世纪60年代，80年代后随着计算机技术和光学成像技术的发展得到提高，而真正进入初级的应用阶段则在90年后期，并且以美国、德国和日本的技术实现为主。如今，人脸识别技术的应用已经不**在商务场所中，它已经以各种智能家居的形式逐步渗透到平常百姓家，在智能社区刷卡进门中有成功应用。

不过，人脸识别系统信息存储仍是以计算机能识别的语言为主，即数字或特定代码，安全性便要打折了。也许，许多女性朋友对人脸识别功能苦不堪言，换个发型，画个妆，它便无法识别了。

在智慧社区中的应用：人脸识别走进智慧社区，首先主要是对小区的门禁进行管理。通过把人脸识别技术和门禁系统相结合，通过对人脸的识别（“刷脸”）作为门禁开启的钥匙。业主*额外携带门禁卡，只需要站在人脸识别门禁机前刷脸，整个开门过程不到一秒。它解决了两个问题，一是住户不需要携带卡，凭人脸进入，免去了忘带卡，杜绝非小区人员捡到卡去复制；二是当住户双手提满东西的时候不需要再经过“放东西—找钥匙—开门—再拎东西”这样的不智能的流程。

指纹识别——开启身份确认新时代
每个指纹都有几个*一**可测量的特征点，每个特征点都有大约七个特征，人们的十个手指产生较少4900个独立可测量的特征。指纹识别技术通过分析指纹可测量的特征点，从中抽取特征值，然后进行认证。当前，我国*二代身份证便实现了指纹采集，且各大智能手机都纷纷实现了指纹解锁功能。与其他生物识别技术相比，指纹识别早已经在消费电子、安防等产业中广泛应用，通过时间和实践的检验，技术方面也在不断的革新。虽然每个人的指纹识别都是*一**的，但并不适用于每一个行业、每一个人，而且缺点越来越明显，例如，双手长期手工作业的人们便会为指纹识别而烦恼，他们的手指若有丝毫破损或干湿环境里、沾有异物则指纹识别功能要失效了，同时也并不适用于老人和小孩运用多的场景。

在智慧社区中的应用：指纹识别技术在智能小区中的应用主要体现在实现小区居民在社区中进行停车收费、超市购物、图书借阅、楼宇出入等日常活动项目。有效解决居民使用证件繁多*丢失，给生活带来很多不便的矛盾，并提升了社区的管理水平，促进管理手段现代化。

声纹识别——以声“度”人，远程身份确认
声纹识别，生物识别技术的一种，也称为说话人识别，有两类，即说话人辨认和说话人确认。不同的任务和应用会使用不同的声纹识别技术，如缩小刑侦范围时可能需要辨认技术，而银行交易时则需要确认技术。声纹识别就是把声信号转换成电信号，再用计算机进行识别。它非常适合远程身份确认，只需要一个麦克风或电话、手机就可以通过网路(通讯网络或互联网络)实现远程登录。不过，声纹识别的缺点也十分明显，对环境的要求非常高，在嘈杂的环境、混合说话下声纹不易获取；人的声音也会随着年龄、身体状况、年龄、情绪等的影响而变化；不同的麦克风和信道对识别性能有影响等。

在智慧社区中的应用：在智能家居之中，大多家庭往往只买一个智能音箱。打个比方，当声纹识别技术发展较为成熟之时，若一位家庭成员呼唤音箱打开自己房间的灯，语音控制系统就能通过声纹识别技术确认说话人的身份，从而准确的打开说话人房间的灯。由此，在体验上，不管是从众多人声中准确辨认用户，还是确认说话人的身份，声纹识别都能让用户体验进一步的提升。搭载声纹识别，提高家庭安全指数。由于不能确认说话人的身份，只要条件允许，当非用户下达命令之时，语音控制系统较有可能会执行。
举个例子，有人非法入侵住宅，若语音控制系统不限制说话人的身份，纵然有着智能监控系统，闯入者完全可以直接下命令关闭监控系统，如此一来，闯入者就成功的得到了住宅的临时控制权。当搭载声纹识别技术，基于声纹的*特性，再不能识别出闯入者身份的前提下，语音控制系统就能接着进行报警等一系列安防措施。

四、总结
总体上来说，随着时代变迁，技术不断取得长足进步，生物识别技术也将迎来新的变化和需求，生物识别技术与互联网、物联网、人工智能的交集将成为各行业的着力点。但是，技术的发展始终是为人类服务的。智慧社区的提出，是从强调以技术为核心到强调以技术为人服务为核心的一种转变。智慧社区正在逐渐从设想变成现实，不断改善我们居住品质。我们希望随着技术的不断发展，为智慧小区的发展提供更多可能，为居民提供更加便捷的服务。

词条
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